一种基于二乘二取二安全计算机架构的列车运行监控装置及用于该列车运行监控装置的方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及到列车运行监控记录设备领域，特指一种用基于二乘二取二安全计算机架构的列车运行监控装置。
【背景技术】
[0002]LKJ2000型列车运行监控装置于1999年研制，2001年开始在全路推广使用，目前已在全路2万余台机车、500余列动车组上应用。受限于上世纪九十年代的技术限制，LKJ2000在安全性、可靠性、可维护性等方面不能完全适应当前运输形势的发展。
[0003]现有的LKJ2000型列车运行监控装置的缺点如下:
[0004](I)LKJ主机故障后的隔离切除手段不足
[0005]LKJ主机是双机热备冗余系统，当主控机发生故障后，系统主要部件可自动切向热备机，热备机继续实现系统功能。由于LKJ主机在故障后的隔离、切除方式限制，可能出现主控机侧局部发生故障后，不能实时的切换到热备机侧，造成故障一时无法消除，影响列车持续运行。
[0006](2)LKJ人机交互单元(屏幕显示器)故障
[0007]屏幕显示器在LKJ系统中为人机交互部分，不是冗余设计，一旦出现故障，司机因无法得到行车和控制信息而影响运行。
[0008](3)速度信息采集环节故障
[0009]LKJ主机提供速度传感器的电源结构为A、B机两个电源插件各输出一路15V，通过隔离后直接并接在一起给两个速度传感器同时供电(并联供电方式)。当速度传感器电源出现短路或断路时，会造成监控装置速度信息故障。
[0010](4)LKJ程序和数据的更新手段有待提升
[0011]LKJ监控记录插件采用EPROM芯片存储程序和线路数据的方式，一方面EPROM芯片存储容量有限，芯片容量已经不能满足运用需求;另一方面程序和数据更新时，需要重新擦除芯片，而EPROM芯片的擦除次数有限，可见LKJ程序和数据的更新手段都有待提升。
[0012]基于铁路发展对LKJ系统提出的进一步需求，在对LKJ系统设备进行了大量的故障统计分析，并结合国内外十年来科学技术发展的成果，借鉴当前国内外列控设备成功应用的理论和经验，进行新一代LKJ系统的研发，以期对LKJ系统技术性能进行完善，使铁路未来发展需求得以满足和实现。
【发明内容】
[0013]本发明提供了一种列车运行监控装置。所述列车运行监控装置包括主机单元。
[0014]所述主机单元包括第一系单元和第二系单元；
[0015]所述第一系单元包括第一系输入插件组、第一系主机插件、第一系输出插件；
[0016]所述第二系单元包括第二系输入插件组、第二系主机插件、第二系输出插件；
[0017]所述第一系输入插件组包括至少一个基于二取二架构的第一系安全输入插件；
[0018]所述第二系输入插件组包括至少一个基于二取二架构的第二系安全输入插件。
[0019]优选的，所述第一系输入插件组和所述第二系输入插件组分别同时与所述第一系主机插件和所述第二系主机插件信号连接。
[0020]优选的，所述第一系输入插件组包括第一系数字量输入插件、第一系频率量输入插件、第一系模拟量输入插件；
[0021]所述第二系输入插件组包括第二系数字量输入插件、第二系频率量输入插件、第二系模拟量输入插件。
[0022]优选的，所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件为数字量输入插件和/或模拟量输入插件。
[0023]优选的，所述第一系单元和所述第二系单元互为热备。
[0024]优选的，所述第一系输出插件和所述第二系输出插件被配置为可以在同时只接收所述第一系主机插件向外发送的输出数据和同时只接收所述第二系主机插件向外发送的输出数据的两个状态之间切换。
[0025]优选的，所述第一系单元还包括第一系通信记录插件，所述第一系通信记录插件一端设有外部设备信号接口，另一端与所述第一系主机插件双向信号连接；
[0026]所述第二系单元还包括第二系通信记录插件，所述第二系通信记录插件一端设有外部设备信号接口，另一端与所述第二系主机插件双向信号连接。
[0027]优选的，所述外部设备信号接口为选自人机界面单元接口、应答器传输模块(BTM)接口、轨道信号单元接口中的一种或多种信号接口。
[0028]优选的，所述第一系单元还包括第一电源和第一断路器;所述第二系单元还包括第二电源和第二断路器。
[0029]本发明还提供了一种用于上述列车运行监控装置的信号处理方法，其特征在于，
[0030]所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件分别从外部接受同一输入信号，所述输入信号分别经过所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件的二取二处理形成第一安全输入信号和第二安全输入信号，
[0031]所述第一系安全输入插件将所述第一安全输入信号传输到所述第一主机插件，所述第二系安全输入插件将所述第二安全输入信号传输到所述第二主机插件。
[0032]优选的，所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件分别从外部接受同一输入信号，所述输入信号分别经过所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件的二取二处理形成第一安全输入信号和第二安全输入信号，
[0033]当所述第一主机插件和所述第二主机插件都正常工作时，所述第一系安全输入插件将所述第一安全输入信号传输到所述第一主机插件，所述第二系安全输入插件将所述第二安全输入信号传输到所述第二主机插件；
[0034]当所述第一主机插件或第二主机插件中任意一个出现故障时，所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件同时将所述第一安全输入信号和所述第二安全输入信号传输到另一个正常工作的主机插件。
[0035]优选的，所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件分别从外部接受同一输入信号，所述输入信号分别经过所述第一系安全输入插件和所述第二系安全输入插件的二取二处理形成第一安全输入信号和第二安全输入信号，
[0036]所述第一系安全输入插件将所述第一安全输入信号传输到所述第一主机插件，所述第一系主机插件处理所述第一安全输入信号并产生第一输出数据，
[0037]所述第二系安全输入插件将所述第二安全输入信号传输到所述第二主机插件，所述第二系主机插件处理所述第二安全输入信号并产生第二输出数据，
[0038]当所述第一主机插件正常工作时，所述第一主机插件同时向所述第一系输出插件和所述第二系输出插件发送所述第一输出数据，所述第二主机插件不向外发送数据，
[0039]当所述第一主机插件出现故障时，所述第二主机插件同时向所述第一系输出插件和所述第二系输出插件发送所述第二输出数据，所述第一主机插件不向外发送数据。
[0040]本发明是基于二乘二取二安全计算机架构的列车运行监控装置系统，与现有技术相比，本发明包括以下优点:
[0041]1、提升系统安全等级
[0042]本发明符合故障-安全原则，采用二乘二取二安全计算机架构的设计，该装置与机车信号等内外通信接口采用串行接口，
[0043]2、适应当前运输需求发展
[0044]本发明适应当前所有的既有及客专线路，支持不同等级线路跨线运行;该装置支持所有机车、动车组安装，满足不同类型列车的控制需求，如重载列车。该装置采用全路统一车站编码，适应铁路运输组织变化。
[0045]3、解决人工介入操作过多问题
[0046]本发明加装BTM设备，通过与地面应答器结合，可自动完成开车对标、位置校正及支线选择操作;本发明增加车次信息表，减少司机参数设定信息输入，消除需司机记忆输入参数项。
[0047]4、提升系统可扩展性
[0048]本发明的系统支持并预留CAN、RS485、RS422等对外通信接口，方便与其他外围设备进行通信;本发明优化了系统架构，增加了扩展单元，增强系统扩展能力。
[0049]5、提升系统可维护性
[0050]本发明的检测与维护更趋于自动化、智能化，减少人工介入，实现监测基于无线技术(GSM-R或WLAN)实现远程监测，对设备状态、关键参数进行实时监测及报警。
【附图说明】
[0051]本发明的以上
【发明内容】
以及下面的【具体实施方式】在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
[0052]图1为主机单元插件组成示意图。
[0053]图2为本发明的列车运行监控装置基于的二乘二取二冗余安全计算机架构。
【具体实施方式】
[0054]以下在【具体实施方式】中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图